EMC知识-学习

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1.1  电磁兼容概述

电磁兼容是一门新兴的综合性学科。电磁兼容学科主要研究的是如何使在同一电磁环境下工作的各种电气电子设备和元器件都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态。我公司的电磁兼容研究主要针对电气电子设备，同时也涉及到如生产中的静电放电、电磁辐射对人体的影响等方面。

1.2  电磁兼容性的基本概念

1.2.1  电磁骚扰与电磁干扰

电磁骚扰是指任何可能引起设备性能降低或对有生命物质产生损害作用的电磁现象。由机电或其他人为装置产生的电磁骚扰，称为人为骚扰；来源于自然现象的电磁骚扰，称为自然骚扰。

电磁干扰则是指由电磁骚扰引起的设备或传输通道性能的下降。所以骚扰和干扰的含义是不同的。 从概念上讲，骚扰是一种电磁能量，干扰是骚扰产生的结果或后果。

电磁干扰产生于骚扰源；大量骚扰源的存在造成电磁环境污染，导致电磁兼容性问题尖锐化。主要表现在：

l           同时工作的电子设备的总数在增长，电子设备的数量每4~5年增加一倍；

l           发射机的功率在增加，如某些雷达的发射脉冲功率达几十甚至几百兆瓦;

l           许多无线电频段严重超载，以致对不同类型的电子设备不得不多次反复使用同一频段；

l           电子设备在运行时产生的电磁骚扰电平不断提高。如某些医疗设备运行时产生的干扰电平可达每米几百伏。

1.2.2  电磁兼容性(EMC-Electromagnetic Compatibility）

电子设备受电磁骚扰的影响而出现故障或性能降级，就称为设备对电磁骚扰敏感。如何在设备与电磁环境之间寻求一种协调的关系和共存的条件，这就是电磁兼容性技术。

1.2.3  电磁兼容常用名词术语

为了描述电磁骚扰与电磁兼容性，需要引入许多名词术语，国家军用标准GJB72-85《电磁干扰和电磁兼容名词术语》一书有详细的内容，这里我们仅选其中的一部分介绍给大家。

电磁兼容性 EMC（Electromagnetic Compatibility）

设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态，即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致不允许的降级；也不会使同一电磁环境中其他设备因受其电磁发射而导致不允许的降级。

电磁干扰EMI（Electromagnetic Interference)

电磁骚扰导致电子设备相互影响，并引起不良后果的一种电磁现象。

辐射发射RE (Radiated Emission)

通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量。

传导发射CE (Conducted Emission)

沿电源或信号线传输的电磁发射。

电磁敏感性 EMS（Electromagnetic Susceptibility)

设备暴露在电磁环境下所呈现的不希望有的响应程度。即设备对周围电磁环境敏感程度的度量。电磁敏感意味着电磁环境已经造成设备性能的降低。 

辐射敏感度RS（Radiated Susceptibility)

对造成设备性能降级的辐射骚扰场的度量。

传导敏感度CS（Conducted Susceptibility)

当引起设备性能降级时，对从传导方式引入的骚扰信号电流或电压的度量。

1.3  电磁干扰

1.3.1  电磁干扰三要素

l           电磁骚扰源，指产生电磁骚扰的元件、器件、设备或自然现象；

l           耦合途径或称耦合通道，指把能量从骚扰源耦合到敏感设备上，并使该设备产生响应的媒介；

l           敏感设备，指对电磁骚扰产生响应的设备。

所有的电磁干扰都是由上述三个因素的组合而产生的。把它们称为电磁干扰三要素。如下图所示。

                                                                          图1-1 电磁骚扰三要素

由电磁骚扰源发出的电磁能量，经过某种耦合通道传输到敏感设备，导致敏感设备出现某种形式的响应并产生效果。这一作用过程及其效果，称为电磁干扰效应。

1.3.2  电磁兼容研究的主要内容

电磁兼容学科研究的主要内容是围绕构成电磁干扰的三要素进行的，即对电磁骚扰源、耦合通道和敏感设备的研究。

骚扰源的研究包括其发生的机理、时域和频域的定量描述，以便从源端来抑制干扰的发射，通常采用滤波技术来限制骚扰源的频谱宽度和幅值。

骚扰的耦合通道有二条：1，通过空间辐射；2，通过导线传导。辐射发射主要研究在远场条件下骚扰以电磁波的形式发射的规律以及在近场条件下的电磁耦合。通常采用屏蔽技术来阻断骚扰的辐射。传导发射讨论骚扰延导线传输的影响。通常传导发射通过公共地线、公共电源线和互连线而实现。

电磁兼容的研究内容还包括电磁兼容控制技术、测量技术、分析预测等。